Presný model premennej hviezdy Cepheid: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Priestor je veľký. Veľmi veľký. Dalo by sa dokonca povedať, že astronomicky. Na tento projekt to nemá žiadny vplyv, len som chcel použiť slovnú hračku.

Nie je prekvapením, že na nočnej oblohe je veľa hviezd. Niektorí ľudia, ktorí sú v oblasti astrofyziky alebo astronómie nováčikmi, však môžu prekvapiť, keď zistia, že existuje mnoho rôznych typov hviezd. Jeden konkrétny typ sa nazýva variabilná hviezda cefeíd a sú krásne, zaujímavé a užitočné v jednom. Na prvý pohľad vyzerajú cefeidy ako všetky ostatné hviezdy, ale ak budete cefeidy pozorovať niekoľko nocí za sebou, všimnete si, že sa zdá, že pulzuje, jeho jas sa v priebehu niekoľkých dní mení na slabší a potom na jasnejšie stavy. Pozorujte dostatočne dlho a všimnete si, že tieto „pulzačné periódy“sa nemenia. Vďaka tomu sú cefeidy jedinečné a užitočné - ukazuje sa, že ich doba pulzácie priamo súvisí s ich veľkosťou, takže ak spočítame čas, ktorý hviezda potrebuje na prechod z jasného do tmavého a späť, dokážeme zistiť, aké veľké je. Potom to môžeme použiť na zistenie ďalších informácií o hviezde, ako je jej vzdialenosť, skutočná jasnosť (svietivosť) atď. To je všetko, čo potrebujete vedieť, aby ste pochopili, čo sa s týmto projektom deje, ale ak vás to zaujíma keď sa viac nakláňate, navštívte túto stránku Wikipedie na adrese Cepheids.

Tiež pre zábavu, môžete prísť na to, ktorú Cepheid v tomto projekte modelujem? (Nápoveda je na obrázku vyššie a odpoveď je v poslednej časti)

Zásoby

- Papier (18 x 54 cm alebo 7,1 x 21,3 palcov)

- Arduino UNO a jeho kábel

- Biela LED x3

- 220 Ω odpory x3

- 2x16 segmentový LCD displej

- Potenciometer 10 kΩ

- Nepájivú dosku

- Dráty do dosky M-M x12

- Drôty na dosky B-F x18

- 9V batéria a napájací konektor

- Trochu lepenky

- 500 ml plastová fľaša

- Čierna farba a Sharpie

- Maskovacia páska

- Superglue & Hot lepidlo (Tu bude potrebná aj lepiaca pištoľ)

- nožnice

Krok 1: Hviezda

Prvým problémom, ktorý bolo potrebné vyriešiť, bola samotná hviezda: Ako vyrobíme zhruba sférický predmet, ktorý je esteticky príjemný a prepúšťa svetlo? Rozhodol som sa, že origami bude robiť túto prácu, a tak som hľadal sféry origami online. Našiel som ich dosť, ale boli buď extrémne ťažké, alebo nepravdivo inzerované (vážne, množstvo kvádrových „sfér“, ktoré som našiel v službách Google, bolo znepokojujúce). Po chvíli som však našiel taký, ktorý sa mi páčil a ktorý bolo relatívne jednoduché vytiahnuť po niekoľkých cvičeniach. Pokyny sú nasledujúce a na obrázkoch vyššie je šablóna na zloženie.

1. Zložte papier na 24 rovnakých pásikov. Odporúčam rozdeliť ho na 3 časti a potom každú časť preložiť na polovicu. Pokračujte v delení na polovicu, kým nebude celkom 24 obdĺžnikových častí. Záhyby by mali z papiera vytvárať malé údolia. (Pozrite si červené čiary na obrázku 2).

2. Prevráťte papier a urobte značku v pravom hornom rohu papiera. Potom spočítajte 4 záhyby a urobte ďalšiu značku v spodnej časti štvrtého záhybu. Medzi týmito dvoma značkami urobte diagonálny záhyb. Potom presuňte značky o dva rovné záhyby a urobte tam ďalší diagonálny záhyb. Pokračujte v tom, kým sa nedostanete na koniec papiera. (Pozrite si zelené čiary na druhom obrázku).

3. Po dosiahnutí konca papiera urobte rovnaké záhyby, ale šikmé v opačnom smere. (t.j. začnite v ľavom hornom rohu a opakujte diagonálne záhyby od kroku 2 v opačnom smere). Pozrite si modré čiary na druhom obrázku vyššie.

4. Nájdite stred pravého okraja a označte ho. Potom urobte diagonálny záhyb na spodok rovného skladu o dva záhyby. Potom urobte ďalší záhyb zhora z tohto rovného záhybu do stredu okraja. Opakujte to pre ľavý okraj, opäť na hornú a dolnú časť rovného skladu o dva záhyby. (Pokyny nájdete v hnedých čiarach na druhom obrázku).

5. Nakoniec budete musieť papier zložiť, aby ste vytvorili guľu. Odporúčam prejsť všetky záhyby, ktoré ste urobili, aby ste sa uistili, že sú všetky dobre definované. Pri pohľade na posledný obrázok pre orientáciu zložte papier tak, aby sa tváre trojuholníkov označených ako A dotýkali tváre trojuholníkov B. Po úplne prvej sérii skladov by sa krátky okraj mal zakriviť do polkruhu a keď máte všetko zložené, výsledkom by mal byť tvar mosta na obrázku 4.

6. Aby ste sa dostali z mosta do gule, spojte konce mosta. Urobil som to tak, že som tváre prvých diamantov položil z každého konca na seba a zlepil. Držte obe tváre spolu a vložte medzi ne niekoľko kvapiek lepidla, aby držali na mieste. Nakoniec zaistite všetky body v hornej časti hviezdy tak, že na špičku hviezdy nanesiete kvapku superlepidla. Na to by som odporučil superglue, pretože papier nebudete musieť držať spolu veky, kým lepidlo pomaly schne a začnete spochybňovať svoje životné voľby. Spodný bod je miesto, kde vstupujú drôty, takže nechajte otvorené.

Zistil som, že výroba hviezdy je najkomplexnejšou súčasťou tohto projektu, ale nebolo to také zlé, keď som pochopil, ako zložiť papier. Osobne by som túto guličku hodnotil na obtiažnosť 3 listov papiera. Bavte sa a snažte sa neklamať od frustrácie.

Krok 2: Základňa

Aby som si vyrobil základ, začal som s malou kolískou, ktorú som našiel v škatuľke s veľkonočnými vajíčkami a ktorú som dostal pred niekoľkými týždňami. Jednoducho som ho obrátil naruby, orezal ho na veľkosť, aby bol 7 cm (2,8 ) vysoký, a potom som ho namaľoval na čierno. Možno nemáte po ruke tento podivne špecifický predmet, a tak som vám vyrobil hrubú šablónu, aby ste si mohli vytvoriť svoj vlastný. z lepenky (pozri obrázok 2). Keď to urobíte, vyrežte kruhový otvor na tenkom konci hornej strany s priemerom 4 cm (1,6 palca), stredovým bodom asi 3,5 cm (1,4 palca) od vrcholu. okraj (obrázok 4). Potom vyrežte obdĺžnikový otvor 7 x 2,5 cm (2,8 x 0,1 palca) so stredom 0,5 cm (0,2 palca) od spodného okraja. Svetlá budú prechádzať kruhovým otvorom a displej LCD v obdĺžnikovom otvore.

Ďalej potrebujeme niečo, čo by udržalo hviezdu na mieste. Rozhodol som sa, že ho nedám priamo do otvoru, pretože tvar hviezdy otvor úplne nezakrýva, takže by sme boli schopní vidieť obvody vo vnútri základne, čo je trochu nekvalitné spracovanie, ak sa ma pýtate. Aby ste to obišli, budete potrebovať kupolu z vrchu 500 ml fľaše s vodou (urobte rez asi 4 cm zhora, obrázok 6) a zafarbite ju na čierno (obrázok 8). Nechal som vo svojom okne malé okno, aby som stále videl na základňu hviezdy. Myslel som si, že to bude vyzerať krajšie, ako keby dno len zmizlo v priepasti. Zistil som, že čierna farba nelepí na fľašu príliš dobre, a tak som ju pred pridaním farby natrel základným náterom (obrázok 7). Nanešťastie som použil základný náter na oleji a výsledok bol takmer taký hladký ako predtým. Nepoužívajte základný olejový náter.

Po maľovaní som vyrobil malú tubu papiera a zafarbil ju na čierno. Potom sa zalepilo horúcim lepidlom do hrdla fľaše, ako je znázornené na obrázku 9. Účelom je maskovať drôty, keď prechádzajú dierou a do hviezdy, takže trubica musí byť dostatočne vysoká, aby skryla všetky odhalené vedenia, ale nie dostatočne vysoká, aby vytlačila hviezdu, keď ju položíme do vnútra. vrch fľaše (pre výšku, ktorú som svojej fľaši odrezal, bola 3,5 cm / 1,4 ). Rúrku nepotrebujete, ak ste vo fľaši nenechali okno.

Posledným krokom bolo zaistenie podpery do otvoru v základni. Horúce lepidlo naneste na spodnú stranu škatule, aby ste nevideli nevzhľadný neporiadok (obrázok 10).

Akonáhle dokončíte montáž podkladu, použite na všetky škvrny, na ktoré sa farba nedostala, štipku. Sharp nepreháňajte, pretože má lesklejší povrch ako farba, a to sa prejaví vo veľkom. Pár bodiek tu a tam je však v poriadku.

Krok 3: Kód

V prílohe nižšie nájdete kód pre elektroniku. Jednoducho si ho stiahnite a nainštalujte do svojho Arduina. Ak nemáte Arduino IDE, oficiálnu verziu si môžete stiahnuť tu. Stačí si vybrať verziu, ktorá najlepšie vyhovuje vášmu zariadeniu a operačnému systému (ja používam verziu 1.8.12 pre Windows 7 a novšiu).

Pred nahraním programu na tabuľu musíte mať tiež knižnicu LiquidCrystal. Ak ešte nemáte túto knižnicu po ruke, nižšie prikladám odkaz na tú, ktorú som použil. Jednoducho si stiahnite súbor.zip a vložte ho do rovnakého priečinka ako skica arduino. Nie je potrebné ho rozbaľovať. Ak sa program nespustí, tu je oficiálny sprievodca arduino na inštaláciu a spustenie knižníc.

LCD knižnica. (Túto knižnicu som nevytvoril, ale s projektom funguje dobre. Jednoducho prejdite na odkaz a stiahnite si verziu 1.0.7 zo sekcie Na stiahnutie. Úplný kredit ide autorovi knižnice, nie mne).

Krok 4: Obvod

Prvý obrázok je schéma zapojenia projektu. Jedna vec, ktorú by ste si mali všimnúť, je, že LED diódy sú pripevnené ku koncom vodičov, aby sa mohli pripojiť k doske, keď sú vo vnútri hviezdy. Na to a tiež na LCD by ste mali použiť káble MF. Ako však môžete vidieť na druhom obrázku, nemal som po ruke dostatok drôtov M-F na všetky pripojenia, a tak som improvizoval s elektrickou páskou a blu-tackom. Na pripevnenie vodičov k nohám LED som použil elektrickú pásku (obrázok 3) a pomocou drôtika bluetooth som pripevnil vodiče k pinom LCD, pretože stále vypadávali, pravdepodobne preto, že kolíky boli príliš malé na to, aby sa páska dobre držala. dostatočne na podporu hmotnosti drôtov. Mali by ste použiť drôty MF, je to oveľa menej stresujúce. Tiež farebne označte vodiče, čo vedie k oveľa menšiemu zmätku.

Ako je možné vidieť na druhom obrázku, na napájanie dosky som používal 9 -voltovú batériu, pretože napájanie pomocou počítačového kábla by bolo náročné.

Potenciometer bol nastavený zhruba na polovicu svojej maximálnej hodnoty (~ 5 kΩ), čo zaisťovalo dobrú úroveň kontrastu obrazovky.

Krok 5: Záverečné zhromaždenie